【摘要】：近些年來,由于環(huán)境污染加劇并且還伴隨著能源日漸匱乏,人們希望能早日找到一種新的能源來進行替代,而電池因其作為供電源時擁有的諸多優(yōu)點成為了人們爭相研究的對象。目前,電池在各方面已經(jīng)有了較大的發(fā)展,在很多領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。但是,當多塊電池共同使用組成電池組時就會遇到很多應(yīng)用性的問題,因此需要對其進行控制和必要的管理。電池在飛機上應(yīng)用中最重要的指標是使用的安全性,重量也是非常敏感的一個參數(shù)。在保證電池系統(tǒng)安全性的同時,必須選用高能量密度高倍率性能的鋰動力電池。本文著重講述的是以通用航空機的動力源磷酸鐵鋰電池為研究對象的電池管理系統(tǒng)(BMS)的設(shè)計。目前通用航空機載電池的管理系統(tǒng)存在多方面的缺點,它們多是電路的結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜、重量過大、數(shù)據(jù)采集不夠精確、剩余荷電狀態(tài)(soc)估算誤差太大以及功耗過大等方面,嚴重制約了電池在通用航空機上的使用�；诖朔N現(xiàn)象本文提出了一種新的通用航空機用的電池管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)實現(xiàn)對多節(jié)單體電池電壓、電池組總電壓、總電流以及溫度等的數(shù)據(jù)采集,并進行算法的處理與結(jié)果的顯示。在硬件方面以Spartan系列的C6SXLX16-2CSG324FPGA作為主控芯片通過SPI總線協(xié)議與凌力爾特公司的LTC6804電池監(jiān)視芯片通信進行數(shù)據(jù)傳輸,多塊LTC6804芯片之間可通過isoSPI總線通信,實現(xiàn)對更多塊電池的監(jiān)視,減少電路分布,并且提高采集精度。在軟件方面對soc估算采用擴展卡爾曼濾波算法(EKF),并對其進行改進使得估算精度控制在4%以內(nèi),增加了系統(tǒng)的可靠性。本文設(shè)計的BMS電路簡單可靠、重量較輕,soc估算精確度較高,適宜在通用航空機上使用。
[Abstract]:In recent years, due to the worsening of environmental pollution and the increasing lack of energy, people hope to find a new energy source to replace it as soon as possible. Because of its many advantages as a power supply battery has become the object of contention. At present, the battery has made great progress in various fields, and has been widely used in many fields. However, when multiple cells are used together to form a battery pack, there will be a lot of application problems, so it needs to be controlled and managed. The most important indicator of battery application in aircraft is the safety of use, weight is a very sensitive parameter. In order to ensure the safety of the battery system, the lithium power battery with high energy density and high rate performance must be selected. This paper focuses on the design of the battery management system (BMS), which takes the power source of general aviation aircraft, lithium iron phosphate battery, as the research object. At present, there are many shortcomings in the management system of general aviation airborne battery, such as the structure of the circuit is too complex, the weight is too large, the data acquisition is not accurate enough, the (soc) estimation error of residual charge state is too large and the power consumption is too large. The use of batteries on general purpose aircraft is seriously restricted. Based on this phenomenon, this paper presents a new battery management system for general aviation aircraft. The system realizes the data acquisition of the multi-cell voltage, the total battery voltage, the total current and the temperature, and carries on the algorithm processing and the result display. In the aspect of hardware, the C6SXLX16-2CSG324FPGA of Spartan series is used as the main control chip to communicate with the LTC6804 battery monitor chip of Lingliert Company through SPI bus protocol, and many LTC6804 chips can communicate through isoSPI bus. Monitor more batteries, reduce circuit distribution, and improve acquisition accuracy. In the aspect of software, the extended Kalman filter (EKF),) algorithm is adopted to estimate soc, and the estimation accuracy is controlled within 4%, which increases the reliability of the system. The BMS circuit designed in this paper is simple and reliable, light in weight, high in accuracy of soc estimation, and suitable for use on general purpose aircraft.
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V242.2

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 溫家鵬;姜久春;張維戈;文鋒;;電池更換模式下電池管理系統(tǒng)的研究[J];高技術(shù)通訊;2010年04期

2 劉文珍;范兵;;電池管理系統(tǒng)專利布局分析[J];中國集成電路;2011年10期

3 劉文珍;金鵬;;電池管理系統(tǒng)故障自診斷的系統(tǒng)研究[J];電氣技術(shù);2012年04期

4 姜久春;;電池管理系統(tǒng)的概況和發(fā)展趨勢[J];新材料產(chǎn)業(yè);2007年08期

5 伍星;王杰;;混合動力汽車電池管理系統(tǒng)的分析[J];機械制造與自動化;2008年05期

6 劉保杰;王艷;殷天明;;電動汽車電池管理系統(tǒng)[J];電氣自動化;2010年01期

7 岳仁超;王艷;;電池管理系統(tǒng)的設(shè)計[J];低壓電器;2010年11期

8 汪洋;;一種新型鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];制造業(yè)自動化;2010年14期

9 惠鴻忠;;串聯(lián)混合動力公交車電池管理系統(tǒng)設(shè)計[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2011年03期

10 陳竹;;電池管理系統(tǒng)中基本物理量的采集方法[J];電動自行車;2011年11期

相關(guān)會議論文 前10條

1 肖秀玲;王貴明;;低成本、高性能電動車電池管理系統(tǒng)的研究[A];工業(yè)自動化應(yīng)用實踐——全國（第五屆）煉鋼、連鑄和軋鋼自動化學術(shù)會議論文集[C];2002年

2 張國輝;王金龍;;鎳鋅電池管理系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)[A];第二十六屆中國（天津）2012IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學術(shù)會議論文集[C];2012年

3 陶銀鵬;余強;朱德祥;;純電動汽車分布式電池管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會論文集[C];2012年

4 黃誠剛;尹華軍;;淺析鋰電池、充電機電池管理系統(tǒng)之間的工作關(guān)系[A];西南汽車信息：2011年上半年合刊[C];2011年

5 肖秀玲;;基于現(xiàn)場總線技術(shù)的輕型電動車電池管理系統(tǒng)的設(shè)計[A];2002中國電動汽車研究與開發(fā)[C];2002年

6 胡順璽;;純電動汽車電池管理系統(tǒng)的研究[A];2012重慶汽車工程學會年會論文集[C];2012年

7 胡順璽;;純電動汽車電池管理系統(tǒng)的研究[A];西南汽車信息：2012年上半年合刊[C];2012年

8 傅堯;潘博;鄭百祥;;基于主動均衡技術(shù)的電動汽車電池管理系統(tǒng)[A];第十四屆中國科協(xié)年會第19分會場：電動汽車充放電技術(shù)研討會論文集[C];2012年

9 楊巍;魏學哲;;先進ECU開發(fā)技術(shù)及其應(yīng)用[A];中國汽車工程學會汽車電子技術(shù)分會第七屆（2006）年會暨學術(shù)研討會論文集[C];2006年

10 劉芳;高力;劉陽;;小波去噪方法在動力電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2013中國汽車工程學會年會論文集[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 本報記者 于丹;發(fā)展新能源汽車 電池管理系統(tǒng)肩負重任[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2009年

2 記者 賈婧;福田汽車與英飛凌簽訂合作備忘錄[N];科技日報;2011年

3 記者趙文娟;拜特測控公司與丹麥一著名企業(yè)強強聯(lián)手[N];寧波日報;2009年

4 本報記者 李松戰(zhàn);“努力在發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)中有更大作為”[N];洛陽日報;2010年

5 記者 耿挺;上理教授組團承接科技項目[N];上�？萍紙�;2007年

6 北京國之企業(yè)專利應(yīng)急和預(yù)警咨詢服務(wù)中心 于立彪　郝志國 羅嘯;新能源電池管理系統(tǒng)專利態(tài)勢分析[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報;2011年

7 沈睿;讓軌道交通“電力十足”[N];中國航天報;2014年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 張金龍;動力電池組SOC估算及均衡控制方法研究[D];天津大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 馬園;電池管理系統(tǒng)模擬測試平臺的研究與實現(xiàn)[D];大連交通大學;2012年

2 尚鴻;鋰離子電池組管理系統(tǒng)SOC估算方法研究[D];天津理工大學;2015年

3 楊偉;電動汽車動力電池管理系統(tǒng)SOC估計的研究[D];燕山大學;2015年

4 簡俊鵬;純電動汽車鋰電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];江西理工大學;2015年

5 鄭峰;DC-DC變換器在電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];山東大學;2015年

6 楊濤;大學生方程式純電動賽車鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

7 何軍;動力鋰電池組管理系統(tǒng)SOC估算研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

8 劉謙;適用于AGV的鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西南科技大學;2015年

9 卿平勇;混合動力汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷與健康管理研究[D];北京理工大學;2015年

10 彭安平;基于飛思卡爾單片機的電動汽車電池管理系統(tǒng)[D];電子科技大學;2014年

，

本文編號：2323708